智能網(wǎng)卡可在網(wǎng)絡(luò)任務(wù)方面卸載服務(wù)器CPU，提供內(nèi)存擴展并執(zhí)行安全操作、硬件加載等關(guān)鍵任務(wù)，在多個網(wǎng)絡(luò)層為服務(wù)器提供額外的計算能力。這種可編程的算力設(shè)備本身可以高速執(zhí)行必要的功能，而不是使用傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施中服務(wù)器的資源。隨著工作負(fù)載的日益增加，越來越多智能網(wǎng)卡正在加速服務(wù)器性能，以減少任務(wù)等待和時延。

智能網(wǎng)卡可滿足對高性能、低延遲和安全數(shù)據(jù)傳輸日益增長的需求。但智能網(wǎng)卡的應(yīng)用需要可靠的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。

部署智能網(wǎng)卡的的原因

以下是企業(yè)可能考慮應(yīng)用智能網(wǎng)卡的一些主要原因。

服務(wù)器負(fù)擔(dān)過重

半導(dǎo)體技術(shù)的微型化使得硬件尺寸的縮小推動了服務(wù)器的快速擴展，但同時也增加了 CPU 的總體成本。隨著摩爾定律失效，CPU算力的提升已經(jīng)無法跟上帶寬激增帶來的高算力需求了。

存儲和交付

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施在存儲數(shù)據(jù)和按需提供數(shù)據(jù)方面得壓力巨大。為了減輕服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，智能網(wǎng)卡可為服務(wù)器提供額外的存儲容量。為 CPU 騰出足夠的周期來執(zhí)行高價值的企業(yè)任務(wù)和存儲關(guān)鍵信息。

電力消耗

不斷增加的服務(wù)器工作負(fù)載，需要為額外的硬件設(shè)備提供電源，由此消耗額外的電力，增加了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施管理的成本。而智能網(wǎng)卡不需要額外的增加服務(wù)器，總耗電量也隨之降低。

防范網(wǎng)絡(luò)攻擊

智能網(wǎng)卡可以在不干擾服務(wù)器的情況下處理安全操作并消除任何威脅。最新的智能網(wǎng)卡具有防火墻和先進的DDoS攻擊防御機制，以支持分布式安全系統(tǒng)。這些安全功能包括以下：

• 報文封裝
  

• 壓縮解壓縮

• 哈希

• 報文加解密

• 防御DDos攻擊

• 防火墻

• ……

在現(xiàn)網(wǎng)中部署集成智能網(wǎng)卡的注意事項

將smartNIC基礎(chǔ)架構(gòu)集成到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中是服務(wù)器性能的關(guān)鍵任務(wù)。在引入智能網(wǎng)卡之前，運維管理團隊非常有必要評估網(wǎng)絡(luò)，從而讓智能網(wǎng)卡最大限度地發(fā)揮功能。以下是部署、集成智能網(wǎng)卡時需要關(guān)注的一些關(guān)鍵要求。

高帶寬

普通網(wǎng)卡通常用于低帶寬和最高10Gbps的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。

服務(wù)器+智能網(wǎng)卡的架構(gòu)最適合支持大帶寬以處理高網(wǎng)絡(luò)流量的大型企業(yè)，一般是100G的高速網(wǎng)絡(luò)。很多大型企業(yè)已經(jīng)轉(zhuǎn)向智能網(wǎng)卡的方式實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)加速，從而卸載并節(jié)省服務(wù)器周期，以完成特定的高價值業(yè)務(wù)

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NVF)、高速計算和復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)非常適合采用智能網(wǎng)卡來實現(xiàn)硬件加速。例如來自電信運營商、SaaS、電子商務(wù)和流媒體平臺等行業(yè)的分布式云上部署了成百上千的智能網(wǎng)卡來實現(xiàn)業(yè)務(wù)存儲和安全加速。這些大型組織一般采用了提供微服務(wù)和用于處理大數(shù)據(jù)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

與交換機的兼容性

一個網(wǎng)絡(luò)可以使用多種類型的網(wǎng)絡(luò)交換機。對于智能網(wǎng)卡來說，與網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)有硬件(如交換機和操作系統(tǒng))兼容性和可配置性是至關(guān)重要的。

每個智能網(wǎng)卡供應(yīng)商都提供獨特的功能和兼容列表，其中某些可能與您現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)不兼容。在這里您尤其要關(guān)注接口、協(xié)議和可編程性以及配置和用例。

與SDN網(wǎng)絡(luò)的集成

大型企業(yè)使用SDN技術(shù)來連接、管理和加速全球多個工作場所的工作流。在此類網(wǎng)絡(luò)中集成智能網(wǎng)卡基礎(chǔ)設(shè)施可以卸載SDN集中式控制器任務(wù)，從而有效管理網(wǎng)絡(luò)。

由于智能網(wǎng)卡是可編程的，它們可以加速SDN中路由器和交換機的數(shù)據(jù)平面和應(yīng)用程序的特定任務(wù)，包括流量轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)包過濾、加密和解密、防火墻等等。

NFV網(wǎng)絡(luò)

智能網(wǎng)卡也適用于采用NFV的網(wǎng)絡(luò)?？删幊痰闹悄芫W(wǎng)卡支持多個NFV應(yīng)用在共享的物理基礎(chǔ)架構(gòu)中運行，從而消除了對專用硬件的需求。

部署智能網(wǎng)卡的效果類似于在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器內(nèi)部再部署一個“微服務(wù)器”，并且能與主機業(yè)務(wù)隔離。NVF加速的例子包括VXLAN、負(fù)載均衡等等。

Helium DPU智能網(wǎng)卡：軟件和場景已開源

https://github.com/asterfusion/Helium_DPU

Helium智能網(wǎng)卡是星融元Asterfusion自主研發(fā)的基于高性能DPU芯片的25GE/100GE以太網(wǎng)智能網(wǎng)卡，符合PCIe及以太網(wǎng)協(xié)議，提供PCIe*8或PCIe*16 Gen3.0/Gen4.0通道接口，可以直接插入到標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器或者PC機的PCIe卡槽內(nèi)。

Helium DPU資源池解決方案采用標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器+多塊Helium DPU智能網(wǎng)卡的形式為客戶打造高性能算力資源池。其中Helium負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)及部分計算類業(yè)務(wù)，服務(wù)器CPU完成控制面以及實時性要求不高的復(fù)雜計算業(yè)務(wù)，進而實現(xiàn)優(yōu)化資源分配，簡化運維管理的目標(biāo)。從而幫助客戶在數(shù)據(jù)中心到邊緣場景實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)加速、算力擴展和資源共享，降低客戶總體擁有成本，提高投資回報率，助力業(yè)務(wù)增長。

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